专题二、离子反应及氧化还原反应
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氧化还原反应和离子反应的关系
一、氧化还原反应
氧化还原反应(Redox reaction)是一种化学反应,它可以用来说明物
质或分子是如何传递电子或吸收电子,从而导致最终产物的产生。
它
从一个叫做“氧化剂”的物质损失电子,另一个叫“还原剂”的物质则获得电子。
氧化反应可提供能量,还原反应则消耗能量。
二、离子反应与氧化还原反应的关系
氧化还原反应的关键因素是构建电子的传递,并且它们通常受到离子
或离子复杂的影响。
在整个反应过程中,离子会影响电子的流动,也
会影响反应物或产物的构建,从而改变最终产物。
在大多数离子反应中,多种化合物都参与,这些化合物之间会有离子互换,从而改变氧
化还原反应的发生。
三、离子反应的案例分析
让我们以酸性水溶液中的氯化钠与铝离子反应为例,来看看氧化还原
反应对于离子反应的影响。
在这种反应中,铝离子(Al3+)与氯离子(Cl-)间的反应会导致一种叫做“氯氧化铝”的复合物的生成。
由于铝
离子比氯离子稍微活泼一些,它们更容易被氧化,从而导致反应向氧
化方向发展。
氯离子则会获得铝离子的电子,并且通过电子重新组合,从而导致其被还原成氯化物。
四、总结
总之,氧化还原反应和离子反应之间有着千丝万缕的关系。
离子反应影响着氧化还原反应的过程,使其向一个方向发展,而氧化还原反应又会影响离子反应,从而改变最终反应产物。
因此,我们可以得出结论,氧化还原反应是离子反应发生过程中不可或缺的因素之一。
1.有离子参加的化学反应。
离子反应的本质是某些离子浓度发生改变。
常见离子反应多在水溶液中进行。
根据反应原理,离子反应可分为复分解、盐类水解、氧化还原、络合4个类型;2.复分解反应:在溶液中酸、碱、盐之间互相交换离子的反应,一般为非氧化还原反应。
3.氧化还原反应:置换反应的离子反应;金属单质与金属阳离子之间的置换反应,如Fe与CuSO4溶液的反应,实际上是Fe与Cu之间的置换反应。
非金属单质与非金属阴离子之间的置换反应,如Cl2与NaBr溶液的反应,实际上是Cl2与Br之间的置换反应。
6.1.钠元素保持1价,碳酸根保持-2价,氯元素保持-1价,而钙元素保持2价. 2.金属性在本质上就是还原性,而还原性不仅仅表现为金属的性质。
3.非金属性在本质上就是氧化性,而氧化性不仅仅表现为非金属单质的性质。
4.一个粒子的还原性越强,表明它的氧化性越弱;粒子的氧化性越强,表明它的还原性越弱。
即在金属活动性顺序表:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au,排在前面的金属还原性强,排在后面的金属离子氧化性强如:在元素周期表中,非金属性最强的非金属元素氟,它的氧化性最强,因此氟元素无正价。
反之,金属性越强的元素,它的还原性也就越强。
5.一切氧化还原反应之中,还原剂的还原性>还原产物的还原性 6.一切氧化还原反应之中,氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性7.还原性的强弱只与失电子的难易程度有关,与失电子的多少无关。
8.非金属活动顺序氟>氧>氯>溴>氮>硫>氢>红磷>碘>碳>砷>硒>硼>硅[氧和氯可对换,常温下氯的活动性强于氧,高温下氧的活动性远强于氯]9.金属得电子不一定变为0价例:2Fe3++Cu=2Fe2+ + Cu2+,Fe3+—Fe2+7.双线桥法:表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况。
氧化还原反应及离子反应一、四种基本反应类型:化合反应,分解反应,置换反应,复分解反应氧化还原反应和四种基本反应类型的关系二.氧化还原反应1.氧化还原反应:有电子转移的反应2. 氧化还原反应实质:电子发生转移判断依据:元素化合价发生变化氧化还原反应中概念及其相互关系如下:失去电子——化合价升高——被氧化(发生氧化反应)——是还原剂(有还原性)得到电子——化合价降低——被还原(发生还原反应)——是氧化剂(有氧化性)1.氧化还原反应中电子转移的表示方法双线桥法表示电子转移的方向和数目注意:a.“e-”表示电子。
b.双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物,箭头起止为同一种元素,应标出“得”与“失”及得失电子的总数。
c.失去电子的反应物是还原剂,得到电子的反应物是氧化剂d.被氧化得到的产物是氧化产物,被还原得到的产物是还原产物2.氧化性、还原性强弱的判断(1)通过氧化还原反应比较:氧化剂+ 还原剂→ 氧化产物+还原产物氧化性:氧化剂> 氧化产物还原性:还原剂> 还原产物(2)从元素化合价考虑:最高价态——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;中间价态——既具有氧化性又有还原性,如Fe2+、S、Cl2等;最低价态——只有还原性,如金属单质、Cl-、S2-等。
(3)根据其活泼性判断:①根据金属活泼性:对应单质的还原性逐渐减弱K Ca Na Mg AlZn FeSn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au对应的阳离子氧化性逐渐增强②根据非金属活泼性:对应单质的氧化性逐渐减弱Cl 2 Br 2 I 2 S对应的阴离子还原性逐渐增强(4) 根据反应条件进行判断:不同氧化剂氧化同一还原剂,所需反应条件越低,表明氧化剂的氧化剂越强;不同还原剂还原同一氧化剂,所需反应条件越低,表明还原剂的还原性越强。
如:2KMnO 4 + 16HCl (浓) = 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2↑ + 8H 2OMnO 2 + 4HCl(浓) =△= MnCl 2 + Cl 2↑ + 2H 2O前者常温下反应,后者微热条件下反应,故物质氧化性:KMnO 4 > MnO 2(5) 通过与同一物质反应的产物比较:如:2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3 Fe + S = FeS 可得氧化性 Cl 2 > S3、氧化还原方程式的配平(a)配平依据:在氧化还原反应中,得失电子总数相等或化合价升降总数相等。
2023年高三化学二轮复习选择题专题二——氧化还原和离子反应1.(2022·湖南常德模拟预测)下列方法正确且涉及氧化还原反应的是( ) A .工业上电解熔融状态MgO 制备Mg B .可用CS 2试剂洗涤试管壁上的S C .利用单质Al 与NaOH 溶液制Al(OH)3 D .用稀硝酸可除去试管壁上的Ag 答案 D解析 MgO 熔点高,不能用电解熔融MgO 的方法制备Mg ,工业上用电解熔融MgCl 2制备镁,A 不符合题意;S 易溶于CS 2,可用CS 2试剂洗涤试管壁上的S ,不涉及氧化还原反应,B 不符合题意;Al 与NaOH 溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,不能用来制取氢氧化铝,C 不符合题意;稀硝酸和Ag 反应生成硝酸银、一氧化氮和水,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,D 符合题意。
2.下列过程与氧化还原反应无关的是( ) A .氢氧燃料电池作为电源供电 B .月饼包装袋中还原铁粉防氧化的过程C .《淮南万毕术》记载:“白青,得铁即化为铜”D .利用ZnCl 2溶液除铁锈 答案 D解析 氢氧燃料电池的本质是通过一个可自发进行的氧化还原反应将化学能转化为电能,A 正确;还原铁粉防氧化的过程是氧气与铁粉发生了氧化还原反应,B 正确;“白青,得铁即化为铜”是金属铁与铜离子发生了置换反应,属于氧化还原反应,C 正确;ZnCl 2溶液除铁锈,利用了Zn 2+水解呈酸性的特性,没有发生元素化合价的升降,不属于氧化还原反应,D 错误。
3.(2022·四川遂宁二模)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) A .在澄清透明的溶液中:Fe 3+、Mn 2+、SO 2-4、Cl -B .能使甲基橙显红色的溶液中:Zn 2+、H +、ClO -、I -C .含0.1 mol·L-1NaHSO 4的溶液:K +、Al 3+、NO -3、SiO 2-3D.c (H +)c (OH -)=1.0×10-12的溶液:NH +4、Na +、HCO -3、NO -3 答案 A解析 在澄清透明的溶液中:Fe 3+、Mn 2+、SO 2-4、Cl -之间相互不反应,能大量共存,选项A 正确;能使甲基橙显红色的溶液呈酸性,H +、ClO -、I -之间因发生氧化还原反应而不能大量共存,选项B 错误;含0.1 mol·L-1NaHSO 4的溶液中H +与SiO 2-3反应生成沉淀而不能大量共存,选项C 错误;c (H +)c (OH -)=1.0×10-12的溶液呈碱性,NH +4、HCO -3与氢氧根离子反应而不能大量存在,选项D 错误。
专题:氧化还原反应和离子反应一、知识要点考纲定位:应用:氧化还原反应;离子方程式。
理解:氧化剂、还原剂;电离,电解质和非电解质,强电解质和弱电解质;溶解过程及其能量变化,反应热,热化学方程式。
1.有关氧化还原反应的概念(七对对立统一的概念)还原剂还原性失去电子化合价升高被氧化氧化反应氧化产物反应物表现性质本质特征变化过程发生反应所得产物氧化剂氧化性得到电子化合价降低被还原还原反应还原产物可以联系记忆为:还原剂具有还原性(失去电子的能力)、在反应中失去电子、化合价升高、被氧化、发生氧化反应、得到氧化产物;氧化剂具有氧化性(得到电子的能力)、在反应中得到电子、化合价降低、被还原、发生还原反应、得到还原产物。
2.常见的氧化剂与还原剂(1)常见的还原剂(能失电子的物质)①金属单质,如K、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Cu等;②非金属阴离子,如S2-、I-、Br-、Cl-等;③含低价态元素的化合物,如NH3、CO、H2S、SO2、H2SO3、Na2SO3等;④低价态阳离子,如Fe2+等;⑤某些非金属单质,如H2、Si、C等。
(2)常见的氧化剂(能得电子的物质)①活泼的非金属单质,如F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3、S等;②含高价态元素的化合物,如HNO3、KClO3、KMnO4、MnO2、固体硝酸盐等;③高价态金属阳离子,如Fe3+、Cu2+、Ag+、Pb4+等;④能电离出H+的物质,如HCl、H2SO4、NaHSO4溶液等。
(3)某些既可作氧化剂又可作还原剂(既能失电子又能得电子)的物质①具有中间价态的物质:S、C、N2、Cl2、H2O2、SO2、H2SO3、Fe2+等;②阴、阳离子可分别被氧化还原的物质,如HCl、H2S、H2SO3、FeCl3等。
3.氧化还原反应的一般规律(1)表现性质规律氧化性是指得到电子的性质(或能力);还原性是指失去电子的性质(或能力)。
物质氧化性、还原性的强弱取决于得失电子的难以程度,而与得失电子数目无关。
专题二氧化还原反应【主干知识整合】一.了解基本概念二.氧化还原反应的一般规律1、表现性质规律同种元素具有多种价态时,一般处于最高价态时只具有氧化性、处于最低价态时只具有还原性、处于中间可变价时既具有氧化性又具有还原性。
2、性质强弱规律氧化剂+ 还原剂= 还原产物+ 氧化产物氧化剂得电子→ 还原产物还原剂失电子→ 氧化产物氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物3、反应先后规律在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂时,若加入氧化剂,则它首先与溶液中最强的还原剂作用;同理,在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种氧化剂时,若加入还原剂,则它首先与溶液中最强的氧化剂作用。
例如,向含有FeBr2溶液中通入Cl2,首先被氧化的是Fe2+4、价态归中规律含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”的规律。
5、电子守恒规律在任何氧化—还原反应中,氧化剂得电子(或共用电子对偏向)总数与还原剂失电子(或共用电子对偏离)总数一定相等。
三.氧化性、还原性大小的比较1、由元素的金属性或非金属性比较a、金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱b、非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱2、由反应条件的难易比较不同的氧化剂与同一还原剂反应时,反应条件越易,其氧化剂的氧化性越强。
如:2KMnO4+ 16HCl = 2KCl + 2MnCl2+ 5Cl2↑ + 8H2O(常温)MnO2+ 4HCl(浓)= MnCl2+ Cl2↑ +2H2O (加热)前者比后者容易发生反应,可判断氧化性:KMnO4>MnO2。
同理,不同的还原剂与同一氧化剂反应时,反应条件越易,其还原剂的还原性越强。
3、根据被氧化或被还原的程度不同进行比较当不同的氧化剂与同一还原剂反应时,还原剂被氧化的程度越大,氧化剂的氧化性就越强。
如:2Fe + 3Cl 22FeCl3,S + Fe FeS ,根据铁被氧化程度的不同(Fe3+、Fe2+),可判断氧化性:Cl2>S。
专题二、离子反应及氧化还原反应
怀铁一中——刘峪源
教学目标:1,掌握离子反应的实质,能够辨析离子共存问题,学会书写常见离子方程式及正误判断;
2,学会利用双线桥及单线桥法分析氧化还原反应方程式,掌握配平技巧,学会简单计算。
一,离子反应
1,离子反应的实质:降低参加反应的离子浓度,通常以沉淀、气体、水(弱电解质)三种方式降低离子浓度,或者通过氧化还原反应的方式把参加反应的离子转化成其他离子等形式。
{ = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT |①、相互结合生成沉淀.如:Ba2+和SO42-. Ag+和Cl-. Cu2+和OH-.
、相互结合形成挥发性物质.如:H+和S2-.HS- CO32-.HCO32-.SO32-.HSO3-等
、离子间相互结合成弱电解质.如:H+和OH-.PO43-.弱酸根等
、弱酸根与弱碱的阳离子会发生双水解反应.如:S2-和Al3+. Fe3+和CO32-离子间发生氧化还原反应.如:Fe3+和S2-、I- , MnO4-和Fe2+、S2-、I-、SO32-等
、离子间相互结合形成络离子.如:Fe3+与SCN-形成 [Fe(SCN)]2+络离子
注意审题:无色溶液中,则有色离子不能大量共存,常见的(黄色)、(浅绿色)、(蓝色)、(紫红色)、(桔红色)等。
2.离子方程式的书写及正误判断:
①初学则按三步法:a. 先写出正确的化学方程式;b. 改写成离子的形式;c. 削去没有参加反应的
(反应前后微粒一样),即得离子方程式。
如:(1)
(2)
(3)
②注意题干的要求:即要注意反应物的用量(少定多变原理),有的也要注意反应的顺序。
如:碳酸氢钙溶液与氢氧化钠溶液反应:
a. 用过量的氢氧化钠溶液,则:
b. 用少量氢氧化钠溶液,则:
③遵循质量、电荷守恒定律。
如,只注意了个数配平是错误的,还要配平电荷,即写成:
才是正确的。
3.练习
1.(94年全国)下列各组离子在溶液中能大量共存的是( )
A: Na+ Mg2+ Cl- AlO2-; B: SO32-SO42- H+ Cl-;C: Fe2+ Fe3+ Cu2+ Cl-; D: H+ Na+ SO42- S2O32-2.某无色透明的溶液,在酸性和碱性条件下都能大量共存的是()
A.B.
C.D.
3.(94年上海)下列各溶液中的离子,因氧化-还原反应而不能大量共存的是()
A: Na+ HCO3+ K+ OH-; B: Fe3+SCN- NH4+ K+C: Fe2+ H+ SO42- NO3-; D: AlO2- OH- Na+ NH4+ 4.下列反应的离子方程式不正确的是()
A.向烧碱溶液中滴加少量氯化铝溶液
B.物质的量相等的溴化亚铁跟氯气反应
C.硫化钾晶体溶于水
D.向碳酸钠溶液中滴加过量的稀硫酸
二、氧化还原反应
1.使用双箭头、单箭头法分析氧化还原反应
用箭头表明同一元素原子的电子转移情况即大家熟悉的“双线桥”。
如:
用箭头表示不同原子的电子转移情况——“单线桥”。
如:
更好地体现了氧化剂和还原剂在反应中的关系。
2.判断氧化剂或还原剂强弱的依据
根据方程式判断
氧化性:氧化剂>氧化产物还原性:还原剂>还原产物
根据反应条件判断
当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如氧化产物价态相同,可根据反应条件的难易来进行判断,如:
4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl2↑16HCl(浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
易知氧化性:KMnO4>MnO2。
由氧化产物的价态高价来判断
当含变价元素的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物相关元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。
如:2Fe+3Cl2 2FeCl3 Fe+S FeS 可知氧化性:Cl2>S。
根据元素周期表判断
(1)同主族元素(从上到下):非金属原子(或单质)氧化性逐渐减弱,对应阴离子还原性逐渐增强;金属原子(或单质)还原性逐渐增强,对应阳离子氧化性逐渐减弱。
(2)同周期元素(从左到右):原子或单质还原性逐渐减弱,氧化性逐渐增强。
阳离子的氧化性逐渐增强,阴离子的还原性逐渐减弱。
3.氧化还原反应方程式的配平
氧化还原反应的实质:得失电子守恒;方程式配平原则:质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒(离子方程式)
配平方法:化合价升降法(电子得失法)
配平步骤:1、标价态:列出发生氧化和还原反应的元素的化合价;
2、列变化:列出元素得失电子数(元素的化合价的变化);。
3、定系数:使得失电子总数(化合价的升高和降低)相等;
4、配其他:利用观察法,配平其它物质的系数,把单线改成等号。
例1: C + HNO3 ——CO2↑ + NO2↑ + H2O
例2:NH3 + O2 ——NO + H2O
4.练习
1. 在KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,氧化剂是______,还原剂是_____,被氧化的元素是_________。
被还原的元素是_________,氧化产物_______,还原产物__________。
2.根据下列反应,判断M、N、P、Q的还原性由强到弱的顺序是()
①NCl2+P=N+PCl2②2MCl3+3N=2M+3NCl2 ③3QCl2+2M=2MCl3+3Q
A.M>N>P>Q
B. P>N>M>Q
C. Q>P>N>M
D. N>M>P>Q
3.Zn+NH4NO3+2HNO3=Zn(NO3)2+N2↑+3H2O的反应中,参加反应的锌和被还原的硝酸根的物质的量之比是()
A. 1:3
B. 1:1
C. 1:2
D. 3:1
4. 化学实验中,如使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,就可不再向环境排放该种有害物质。
例如:
(1)在上述有编号的步骤中,需用还原剂的是,需用氧化剂的是(填编号)。
(2)完成并配平步骤①的化学方程式,标出电子转移的方向和数目:
Na2Cr2O7 +KI+HCl ——CrCl3 +NaCl +KCl+I2+
家庭作业反馈
1.(93年全国)在酸性的无色透明溶液中,不能大量共存的离子组为( )
A: Al3+ Ag+ NO3- Cl- B: Mg2+ NH4+ NO3- Cl-
C: Ba2+ K+ S2- Cl- D: Zn2+ Na+ NO3- SO42-
2.(96年全国)下列各组离子在强碱性溶液中可以大量共存的为( )
A: K+ Na+ HSO3- Cl- B: Na+ Ba2+ AlO2- NO3-
C: NH4+ K+ Cl- NO3- D: K+ Na+ ClO- S2-
3.下列离子反应方程式正确的是()
A.小苏打溶液中加入过量石灰水
B.氯化铝溶液中加入过量氨水
C.氯化亚铁溶液中通入氯气
D.苛性钾溶液中加入稀醋酸
4.硫酸铵在强热条件下分解生成NH3、SO2、N2和水的反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比是
A. 2:3
B. 4:3
C. 1:1
D. 1:3
5.现有下列三个氧化还原反应存在:
①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2;②2FeCl2+Cl2=2FeCl3;③KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑。
若某溶液中有Fe2+和I-共存,要氧化除去I-而又不影响Fe2+和Cl-。
下列试剂中,可加入的试剂是()
A.Cl2
B. KMnO4
C. FeCl3
D. HCl
6. 配平下列氧化还原反应,指出氧化剂,还原剂,氧化产物,还原产物,标出电子转移的方向和数目
(1)CuSO4 + KI ——CuI↓ +I2 +
(2)NO2 + H2O ——HNO3 + NO。